Semi-device-independent certification of high-dimensional quantum channels
Beijing University of Posts and Telecommunications(北京邮电大学);Beihang University(北京航空航天大学)
本文提出半设备无关框架,通过观测统计直接认证量子通道属性,利用Choi状态结构约束和Choi-Jamiołkowski同构性,验证通道纠缠维度并评估通道保真度。
2026-02-08 quant-ph
An Experimentally Verified Approach to non-Entanglement-Breaking Channel Certification
保证量子信道的非纠缠破缺(non-EB)特性是实现量子态有效分布和存储的关键。然而,非常需要一种用于直接和准确地证明非EB特征的实用方法。在这里,我们提出并验证了一个现实的基于源的测量设备独立认证的非EB通道。我们的方法是弹性的影响,从实验条件下,如多光子和不完善的状态准备的认证,并可以实现与信息不完整的集合。我们实现了实验结果和理论预测之间的良好协议,这是由理想的半量子信号博弈的预期结果进行验证,并准确地证明了非EB通道。此外,我们的方法对噪声的影响具有高度鲁棒性。因此,该方法有望在实际量子信道的设计和评估中发挥重要作用。
2019-11-26 quant-ph
Strict Hierarchy for Quantum Channel Certification to Unitary
本文研究了量子通道认证到幺正性的最优量子算法,针对三种不同访问模型,分别证明了查询复杂度为Θ(d/ε²)、Θ(d/ε)和Θ(√d/ε),展示了不同访问模型下的严格复杂度层级。
2026-04-29 cs.CC cs.DS quant-ph
Certification of continuous-variable gates using average channel-fidelity witnesses
我们引入证人的平均信道保真度之间的一个已知的目标门和一个任意的未知通道,连续变量(CV)系统。这些都是可观的,其期望值产生一个严格的下限的平均信道保真度的问题,从而构成了一个实用的工具,实验CV门的认证。我们的框架适用于广泛的目标门类。在这里,我们专注于三种特定类型的目标:多模高斯酉信道,单模相干态放大器和单模(非高斯)立方相位门,这是CV通用量子计算的关键组成部分。我们的证人是实验友好的,因为他们完全依赖于高斯测量,即使是非高斯目标的情况下。此外,在所有三种情况下,它们可以在估计误差$ε$和故障概率$Δ$中以及在高斯目标情况下的模式数$m$中被有效地测量。最后,我们的方法的高斯目标的情况下依赖于一个改进的测量方案高斯状态保真度证人,这是多项式和指数更有效的$m$和$Δ$,分别比以前的计划。后者本身就是一个有趣的副产品。我们的发现与多体量子技术的实验验证有关。
2021-06-28 quant-ph
Entanglement in the energy-constrained prepare-and-measure scenario: applications to randomness certification and channel discrimination
ICFO-Institut de Ciències Fotòniques, The Barcelona Institute of Science and Technology(光子科学研究所,巴塞罗那科学技术研究院);Quside Technologies S.L.(Quside科技有限公司);ICREA - Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats(加泰罗尼亚研究高级机构)
本文研究了能量受限的半设备无关场景,证明允许纠缠可扩大可实现的相关性集合,并指出其在随机性认证和通道鉴别任务中的影响。
2026-01-15 quant-ph
Faithful certification of steering- and incompatibility-breaking channels
National Chung Hsing University(国立中兴大学);Technische Universität München(慕尼黑工业大学);National Center for Theoretical Sciences(国家理论科学中心);National Cheng Kung University(国立成功大学)
本文提出利用已有方法忠实认证量子信道是否破坏导引性或测量不相容性,并给出实验判据,解决了无限测量组合下的验证难题。
2026-09-15 quant-ph
Entanglement certification via causal-order interferometry in a quantum switch
Peking University(北京大学);Hefei National Laboratory(合肥国家实验室);Shanxi University(山西大学)
该研究利用量子开关的因果序干涉术,通过插入局域幺正变换,在多种噪声模型下扩大了可认证纠缠的噪声参数区域,实现了更优的纠缠认证效果。
2026-08-17 quant-ph
Experimentally Certified Transmission of a Quantum Message through an Untrusted and Lossy Quantum Channel via Bell's Theorem
Sorbonne Universit\' e , CNRS, LIP6, 4 Place Jussieu, Paris F-75005, France
本文提出一种设备无关协议,通过贝尔定理认证量子消息在不可信且损耗的量子通道中的传输,并评估传输质量。
2023-12-07 quant-ph
Device-Independent Certification of Genuinely Entangled Subspaces
自测试是一种以最低信任级别表征量子资源的过程。到目前为止,它已被用作特定的量子测量,通道和纯纠缠态的设备无关的认证工具。在这项工作中,我们引入了自测试更一般的纠缠结构的概念。更确切地说,我们提出了第一个自我测试的纠缠子空间-五量子比特码和复曲面码。我们证明了所有最大地违反适当选择的贝尔不等式的量子态都必须属于相应的码子空间,其中也包括混合态。
2020-12-31 quant-ph
Towards the device-independent certification of a quantum memory
本文提出设备无关的量子存储器鲁棒自测试认证方法,并在固态系综实验中认证保真度0.87,适用于量子比特恒等信道设备表征。
2023-04-25 quant-ph
No-Go Theorem for Norm-Based Nonclassicality Certification with Linear Functionals
Seoul National University(首尔大学);SRM University-AP(SRM大学安得拉邦校区);Sejong University(世宗大学);Korea Institute for Advanced Study(韩国高等研究院)
本文提出了一种基于量子态线性函数范数的凸资源理论框架,证明在无优化情况下无法存在通用的量子性度量。
2026-09-30 quant-ph
Calibration-Independent Certification of a Quantum Frequency Converter
本研究提出一种不依赖设备校准的量子幺正操作认证方法,通过引入未探测事件与测量设置无关的假设降低探测效率要求,并在量子频率转换器实验中验证,99%置信度下实现≥84%的认证保真度与≥3.1×10⁻⁶的效率,为量子网络器件的可信表征提供了新方案。
2023-04-20 quant-ph
Sound and Efficient Certification of High-Quality Qubit Operations: Theory and Experiment
Hamburg University of Technology(汉堡工业大学);Technical University of Darmstadt(达姆施塔特工业大学);University of Mainz(美因茨大学)
本文提出一种基于少量固定序列的单量子比特门黑箱认证协议,在囚禁离子处理器上实验验证其对态制备和测量误差的鲁棒性,实现无需可信参考等条件的高效可靠量子门认证。
2026-08-19 quant-ph
Unified Approach to Witness Nonentanglement-Breaking Quantum Channels
量子设备保持或分配纠缠的能力在采用量子技术中是必不可少的。这种能力由参与的量子信道的非纠缠破坏(nonEB)特征描述和保证。对于依赖于纠缠的量子信息应用,非电子束特性的认证因此在量子器件的设计、测试和基准测试中是必不可少的。在这里,我们开发了一种直接和可操作的方法来认证非EB量子信道。通过利用测量和测量测试,我们得到了一个必要和充分条件见证nonEB通道,这是适用于几乎所有的实验方案。该方法不仅统一和简化了标准场景和测量设备无关场景中的现有方法,而且还进一步允许在半设备无关场景中验证nonEB特征。
2020-06-09 quant-ph
Device-independent characterization of quantum instruments
在认证技术中,那些基于违反贝尔不等式的认证技术是有吸引力的,因为它们不需要对底层希尔伯特空间维度和校准方法的准确性进行假设。这种与设备无关的技术已经被提出来证明纠缠态的质量,幺正操作,投影测量遵循冯诺依曼模型和秩一正算子值测量(POVM)。在这里,我们表明,它们可以扩展到量子仪器的表征后测量状态,不完全由克劳斯运营商,但也取决于输入状态。我们提供对噪音具有鲁棒性的具体认证配方。
2020-03-16 quant-ph
Certification of quantum correlations at arbitrary distances through routed Bell tests
University of Geneva(日内瓦大学);Constructor University(Constructor 大学)
本文研究路由贝尔实验,证明仅含纠缠量子比特的路由贝尔测试在信道存在任意损耗时仍能认证量子关联,并基于自测试与量子导引概念提出原则上在任意距离下安全的DIQKD协议。
2026-11-04 quant-ph
On the mixed-unitary rank of quantum channels
在量子信息理论中,对于任意正整数维$n$,混合幺正量子信道是可以表示为$n\times n$复幺正矩阵共轭的凸组合的线性映射。我们考虑任何这样的通道的混合酉秩,这是这种形式的表达所需的不同的酉共轭的最小数量。我们确定了几个新的混合酉秩~ $N$和混合酉信道的Choi秩~ $r$之间的关系,Choi秩等于该信道的Kraus表示所需的非零项的最小数目。最值得注意的是,我们证明了不等式$N\leq r^2-r+1$是满足每个混合酉信道(是平等$N=2$时,$r=2$),我们展示了第一个已知的混合酉信道的例子,其中$N>r$。具体地说,我们证明了对于无穷多个正整数$d$,包括每个素数幂$d$,存在具有Choi秩$d+1$和混合酉秩$2d$的混合酉信道.我们还研究了混合酉Werner-Holevo通道的混合酉秩。
2020-03-31 quant-ph
Semi-device-independent certification of entanglement in superdense coding
超密集编码是量子信息科学中的一种典型协议,其采用量子通信信道来更有效地发送经典信息。正如我们在这里所展示的,它可以被理解为准备和测量实验的一个特殊情况,这种情况因其基本和实际应用而引起了越来越多的关注。制定超密集编码作为一个准备和测量方案,使我们能够提供一个半设备独立的纠缠证人,显着提高了以前的测试。此外,我们还展示了如何适应我们的结果到自我测试的最大纠缠态,也提供了一个半定的程序制定允许有效地优化,任何共享的量子态,成功的概率在超密集编码协议。
2021-03-22 quant-ph
Twirling channels have minimal mixed-unitary rank
对于正整数$d$和紧群$G$的酉表示$ρ:G\rightarrow\mathrm{U}(d)$,该表示的旋转通道是线性映射$Φ: M_d\rightarrow M_d$,定义为对每个$X\in M_d$的$Φ(X)=\int_{G}\mathrm{d}μ(g)\,ρ(g)Xρ(g^{-1})$,其中$μ$是$G$上的Haar测度。这样的信道是混合酉信道的示例,因为它们在固定大小的酉信道集合的凸包中。根据Carathéodory定理,这些信道总是可以表示为酉信道的有限线性组合。我们认为混合酉秩旋转通道-这是表示通道作为酉通道的凸组合所需的不同酉共轭的最小数量-并表明每个旋转通道的混合酉秩总是等于其Choi秩,两者都等于由表示生成的冯诺依曼代数的维数。此外,我们展示了如何明确地构建这些类型的通道的最小混合酉分解,并提供了一些例子。
2020-05-14 quant-ph
Time-resolved certification of frequency-bin entanglement over multi-mode channels
University of Waterloo(滑铁卢大学);Università di Pavia(帕维亚大学);Università degli Studi di Padova(帕多瓦大学)
本研究提出了一种基于线性干涉和时域检测的被动技术,实现多模式通道中频率分量纠缠的认证,并通过CHSH不等式验证纠缠态,同时展示了高保真度的量子态重构和非经典态生成。
2026-01-26 quant-ph
Unitary conjugation channels with continuous random phases
我们考虑具有连续随机相位的酉共轭信道。研究了通道平均的谱特性,从而导出了运动的重复量子相互作用的渐近行为。然后,我们研究的信道均匀分布的连续相位的间隔。在这种情况下,它示出,离散相位足以实现信道平均。
2014-11-29 quant-ph
Resource efficient certification of system environment entanglement solely from reduced system dynamics
National Cheng Kung University(国立成功大学);Center for Quantum Frontiers of Research & Technology, NCKU(量子前沿研究与技术中心,国立成功大学);RIKEN Center for Quantum Computing, RIKEN(理研量子计算中心,理研);Institute of Spintronics and Quantum Information, Faculty of Physics and Astronomy, Adam Mickiewicz University(亚当·密茨凯维奇大学物理与天文学学院自旋电子学与量子信息研究所);Physics Department, The University of Michigan(密歇根大学物理系);Physics Division, National Center for Theoretical Sciences(国家理论科学中心物理组)
本文提出基于混合酉信道理论的方法,仅凭系统约化动力学即可认证一般非自主纯退相场景中的系统-环境纠缠并确定产生时刻,且在 Quantinuum 离子阱处理器上完成实验验证。
2025-10-20 quant-ph
On the minimum number of unitaries needed to describe a random-unitary channel
我们提供,在一个非常简单的方式,一个上界的最小数目的酉算子描述一个一般的随机酉信道。
2006-08-28 quant-ph
Amending coherence-breaking channels via unitary operations
相干破缺信道在量子信息理论中起着重要的作用。研究了相干性破坏通道,给出了利用酉运算修正相干性破坏通道的方法。对于给定的非相干信道$Φ$,给出了该信道为相干破坏信道的充分必要条件,并通过酉运算对其进行修正。对于非相干破坏的量子比特非相干信道$Φ$,我们考虑了映射$Φ\circΦ$,给出了相干破坏和信道修正的条件。
2018-10-23 quant-ph
Additivity and Distinguishability of Random Unitary Channels
随机酉信道是由酉信道的凸组合给出的信道。结果表明,最小输出熵的可加性和最大输出$p$ -范数的可乘性可以等价地表示为随机酉信道.这是通过构建一个随机幺正近似一般的量子信道。这种近似可以有效地构造,因此它也适用于区分量子线路的计算问题。证明了随机幺正电路的判别问题与一般混合态电路的判别问题一样困难,而一般混合态电路的判别问题对于具有量子交互证明系统的问题是完备的.
2008-10-15 quant-ph
Learning Orthogonal Random Unitary Channels with Contracted Quantum Approaches and Simplex Optimization
提出一种利用 Pauli 学习和收缩量子学习过程在正交酉基上学习随机酉信道的方法,通过多目标极小化支持局部等价信道学习,并在不同噪声程度下验证了其可扩展性。
2025-01-28 quant-ph
Unambiguous unitary quantum channels
引入了无歧义幺正映射和无歧义幺正量子信道,并导出了它们的一些性质。这些性质确保了实现无歧义幺正量子信道所涉及的测量的某种简单形式。讨论了非零概率的纠错和非零概率的无二义性幺正量子信道。我们不仅重新推导出了一组错误是可纠正的确定性的著名的条件,但也得到了一个必要和充分条件的错误所造成的噪声信道是可纠正的任何非零概率。当要求所有消息以相等的成功概率传输时,部分纠缠态的密集编码也可以看作是一个无二义性的幺正量子信道,导出了最大可达成功概率,并得到了最优协议.
2008-11-14 quant-ph
Unitary channel discrimination beyond group structures: Advantages of sequential and indefinite-causal-order strategies
对于最小误差通道歧视的任务,只涉及单一的渠道,我们表明,顺序策略可能优于并行的。此外,我们表明,涉及不确定的因果顺序的一般策略也有利于这项任务。然而,对于区分一组均匀分布的单一通道,形成一个组的任务,我们表明,平行的策略,确实是最佳的,即使相比,一般的策略。我们还表明,基于量子开关的策略不能优于顺序策略在酉信道的歧视。最后,我们推导出一个绝对上限的最大概率成功地区分任何一组酉信道与任何数量的副本,最一般的战略,适合于信道歧视。我们的界限是紧的,因为它是饱和的酉通道组形成一个组k-设计。
2022-05-13 quant-ph
Private quantum channels for multi-photon pulses and unitary k-designs
我们解决的问题存在的私人量子信道的量子比特编码的偏振自由度的光子,仍然安全,即使多光子(而不是单光子)脉冲发射。我们证明了按SU(2)Haar测度分布的随机酉信道具有这种性质。进一步我们分析了量子比特酉k-设计。我们证明,如果源的光子宇称得到保证,它们就能保证安全。否则,量子比特酉k-设计不能保证完美的安全性。
2020-09-13 quant-ph
Quantum Channel Certification with Incoherent Strategies
研究量子信道认证问题,针对酉信道和完全退极化信道两种极端情形,提出了最优非相干策略,并分别给出了自适应与非自适应设定下黑盒使用次数的上下界。
2023-07-01 cs.DS cs.IT math.IT
Exact certification of a positive-order Rényi additivity violation for an explicit channel pair
Percivio Ltd.(Percivio有限公司)
本文针对CHLMW提出的显式量子信道对,填补了其正阶Rényi可加性违背严格认证的空白,给出0<p≤1/22的严格区间及可验证证书,是该对信道首个可计算机验证的正阶端点。
2026-08-26 quant-ph
Unambiguous comparison of unitary channels
我们解决的问题,明确比较的一对未知的qudit酉通道。使用过程正算子值测度(PPOVM)的框架,我们刻画所有的解决方案,并确定最佳的。我们证明了纠缠是设计最佳实验的关键因素,比较酉信道。没有纠缠,最优性就不能实现。该方案在实验上也是可行的。
2009-01-09 quant-ph
An uncertainty relation for measurements of random unitary channels acting on a qubit
通过准备一个输入态和测量输出态的一个可观测量,我们可以测量一个量子信道。根据Xiao等人给出的公式,研究了作用于量子比特的随机么正信道的无辅助测量的不确定关系。我们得到了一个显式公式,并给出了这个公式是非平凡的一个充分必要条件。
2022-05-20 quant-ph
Process tomography for unitary quantum channels
我们研究了量子过程层析成像所需的测量的数量在先验信息下,如承诺未知信道是酉的。我们引入的概念,一个互动的可观察的,我们表明,任何单一的渠道作用于$d$ -水平的量子系统可以唯一地确定在所有其他渠道(单一或其他)只有$O(d^2)$互动的可观察性,而不是所需的$O(d^4)$层析成像的任意渠道。该结果具有普遍性,因此可以仅使用$O(qd^2)$交互式可观测量来识别具有最多$q$ Kraus运算符的通道。如果我们希望仅在单位信道中或在具有$q$ Kraus算子的其它信道中识别这样的信道,则可以获得轻微的改进。这些结果是通过明确的厄米矩阵的各种条件的秩,特征值和部分迹的大子空间的建设证明。我们的结构是建立在各种形式的完全非奇异矩阵。
2014-03-28 quant-ph
Estimation of n non-identical unitary channels
我们研究了利用多体纠缠对$n$不一定相同的酉信道的同时估计。我们研究是否有可能的速率,在该速率下的均方误差降低到大于单独使用的通道。对于一个合理的一般情况下,其中有没有功能之间的依赖渠道,我们表明,这是不可能的。我们看的情况下,渠道不一定是相同的,但取决于一个共同的变量。在这种情况下,使用多体纠缠的均方误差降低得更快。
2008-02-08 quant-ph
Discretization of quantum pure states and local random unitary channel
我们证明了一个量子信道$\mathcal{N}$构造平均$\mathcal{O}(\log d/ε^2)$随机选择的幺正给出了一个本地$ε$随机映射的非负概率。这个想法来自于一个小的$ε$ -网结构在更高维度的单位球或量子纯态。利用该网络,我们分析了信道输出约化密度矩阵的集中现象,这一分析意味着一般存在一个局部随机酉信道,其酉数相对较小。
2010-02-18 quant-ph
Genuine certification of incompatible quantum instruments through sequential communication tasks
Indian Institute of Technology Bhubaneswar(印度技术研究所布巴内斯瓦尔分校)
提出一类三方通信任务,推导兼容仪器可实现的上界,违反该界可认证量子仪器的不相容性,且该认证不依赖于测量和信道的不相容性。
2026-09-02 math-ph math.MP quant-ph
On the most efficient unitary transformation for programming quantum channels
我们解决的问题,找到最佳的联合酉变换系统+辅助,这是最有效的编程系统上的任何所需的通道,通过改变状态的辅助。对于dim(H)=2的情形,我们给出了系统和辅助系统的一个解.
2005-09-26 quant-ph
Robustness of optimal probabilistic storage and retrieval of unitary channels to noise
我们研究了相位门优化的概率存储和检索设备对噪声的鲁棒性。我们使用由酉信道与去极化或去相位信道的凸组合组成的噪声输入。我们发现,对退相噪声的电阻比对去极化噪声的电阻高。有趣的是,对于去极化,检索降低了噪声的程度。我们还研究了可能的实现,表明它们的性能是不同的,当噪声存在。
2022-11-14 quant-ph
Certification of Network Quantum Sensing
Università degli Studi Roma Tre(罗马第三大学);Istituto Nazionale di Ottica, CNR(意大利国家光学研究所);INFN, Sezione di Roma Tre(罗马第三大学意大利国家核物理研究所)
提出一种量子远程传感协议,通过离线双边泡利扭曲将信道强制为贝尔对角形式,在无需额外实验开销下保持计量灵敏度,并严格认证隐私和完整性,实验证明在宽参数范围内用户精度始终超越窃听者。
2026-06-09 quant-ph
Classification and implementation of unitary-equivariant and permutation-invariant quantum channels
Centre for the Mathematics of Quantum Theory, University of Copenhagen(哥本哈根大学量子理论数学中心)
本文分类了酉等变且置换不变的量子信道,通过极值点分解为酉Schur采样与不可约表示层信道,并给出流式实现,应用于态对称化、对称克隆和纯度放大,实现多项式时间及指数级内存改进。
2025-10-09 quant-ph
Amendable Gaussian channels:restoring entanglement via a unitary filter
我们表明,存在高斯信道是可压缩的。如果当应用两次时是纠缠断裂,同时存在幺正滤波器,使得当插入映射的第一和第二动作之间时,防止全局变换是纠缠断裂,则通道是可重构的[Phys.Rev.A86,052302(2012)]。我们发现,依赖于信道的结构,酉滤波器可以是一个压缩变换或相移操作。我们还提出了两个现实的量子光学实验,高斯信道的可扩展性可以通过利用这样一个事实来验证,即它是足够的,以测试两个模式的高斯信道的纠缠打破与有限能量的输入状态(这是不是最大纠缠)的属性。
2013-07-15 quant-ph
Random-Unitary Depolarization Ensures the Correctability of All Quantum Channels
我们证明了如果任何错误通道有一个Kraus分解是同时可校正的和Hilbert-Schmidt(HS)完全的,那么具有这些性质的Kraus集的存在保证了所有量子信道的可校正性.作为存在这种Kraus集的证明,$n$级去极化信道被示出具有随机酉(RU)分解,该随机酉(RU)分解由于其RU性质而既是HS完全的又是可校正的,从而证明所有量子信道都是可校正的。作为应用,给出了通用纠错运算的条件。
2015-10-29 quant-ph
Optimal super dense coding over memory channels
研究了在相关噪声的量子信道中的超密集编码容量。我们调查的情况下,酉和非酉编码。泡利通道的任意尺寸的显式处理。针对某些特殊信道和资源状态,推导了酉编码的超密集编码容量。我们还提供了一个例子的记忆通道,其中非酉编码导致超密集编码能力的提高。
2011-10-06 quant-ph
Amending entanglement-breaking channels via intermediate unitary operations
我们报道了一个体光学实验,证明了通过在传输过程中间插入合适的幺正操作(滤波器),通过有噪声的量子信道恢复纠缠分布的可能性。我们专注于两个相关类的单量子比特通道组成的旋转相位阻尼或旋转振幅阻尼地图的重复应用程序,都建模的组合哈密顿和耗散动力学的单光子的偏振态。我们的研究结果表明,在两个有噪声的信道之间插入一个酉滤波器可以显着提高纠缠传输。这种原理证明可以推广到许多其他物理场景,其中可以通过酉滤波器来修改纠缠破坏通信线路。
2017-07-01 quant-ph
Asymptotically optimal purification of noisy unitary channels in any dimension
The University of Tokyo(东京大学)
该研究解决任意维度下噪声幺正信道的渐近最优纯化问题,推导最优保真度,给出SU(d)协变并行策略,明确查询复杂度并分析其扩展性,还证明噪声幺正共轭对偶任务的最优保真度与纯化任务的主导阶结果一致。
2026-08-27 quant-ph
A comparative study of system size dependence of the effect of non-unitary channels on different classes of quantum states
研究了不同类型的非幺正量子信道对多量子比特系统的影响。对于一个$n$ -量子比特系统和一个特定的通道,为了得出关于系统作为一个整体而不是特定状态的无偏结论,我们在给定的通道下演化了大量随机生成的状态。我们增加了量子比特的数量,并研究了系统尺寸对退相干过程的影响。整个方案针对各种类型的环境重复,所述环境包括失相通道、去极化通道、集体失相通道和零温度浴。代表环境的非酉信道通过其Karus算子分解或主方程方法建模。此外,对于一个给定的$n$,我们限制自己的纠缠态,即GHZ型和W型状态的特定子类的研究。我们在这些类中生成随机态,并研究了在不同的量子信道下,对于不同的$n$值的类行为。
2020-05-06 quant-ph
Scaling-optimal purification of noisy qubit unitary channels
The University of Tokyo(东京大学);Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);The University of Hong Kong(香港大学)
针对带噪声的量子比特酉通道,提出基于纠缠辅助量子纠错码的U(2)-协变并行协议,实现噪声强度O(1/n)抑制,并证明在低噪声区域渐近最优。
2026-06-11 quant-ph
A Posteriori Certification Framework for Generalized Quantum Arimoto-Blahut Algorithms
The Chinese University of Hong Kong, Shenzhen(香港中文大学(深圳));International Quantum Academy (SIQA)(深圳国际量子研究院);Graduate School of Mathematics, Nagoya University(名古屋大学大学院数学研究科)
本文提出后验认证框架用于广义量子Arimoto-Blahut算法,通过结合迭代方法与后验验证,实现高效计算量子相对熵,提升算法的可扩展性和适应性。
2026-01-14 quant-ph
Characterizing quantum channels from local-unitary invariants
Institute for Quantum Inspired and Quantum Optimization, Hamburg University of Technology(汉堡工业大学量子启发与量子优化研究所);University of Tsukuba(筑波大学);Center for Artificial Intelligence Research (C-AIR), University of Tsukuba(筑波大学人工智能研究中心)
提出基于平均局部酉不变量的矩方法,用于刻画两量子比特信道的纠缠特性,并区分局部不等价的酉操作。
2026-06-02 quant-ph
Designing Stochastic Channels
随机信道由于其简单易分析的特点,在量子信息领域中普遍存在。特别是泡利通道和去极化通道,因为它们可以在许多相关的量子线路中被有效地模拟,所以被广泛地研究。尽管它们被广泛使用,一般的随机信道的性质很少受到关注。本文证明了一般随机信道到恒等式的菱形距离与其过程对恒等式的不忠实性一致。我们证明了一个明确的例子,存在多量子比特的随机通道,不是单位的。然后,我们讨论了酉1-设计和随机信道之间的关系。证明了利用幺正1-设计的任意量子信道的旋转总是随机信道。然而,与单一2-设计不同,旋转通道取决于单一1-设计的选择。此外,我们通过例子证明了存在随机通道,不能通过旋转一个量子信道的幺正1-设计。
2022-01-18 quant-ph
Challenges in certifying quantum teleportation: moving beyond conventional fidelity benchmark
本文指出传统保真度基准在量子隐形传态认证中存在结论不一致的局限,并通过分析Werner态及振幅阻尼信道等噪声模型,强调需要新的认证方法。
2024-03-12 quant-ph
Optimal probabilistic storage and retrieval of unitary channels
我们解决的问题的量子存储器存储的量子动力学。特别是,我们设计了一个最佳的协议,$N\to 1$概率存储和检索的酉信道的$d$维量子系统。如果我们只能访问未知的酉门$N$ -次,则其单次使用的完美检索的最佳成功概率是$N/(N-1+d^2)$。导出的存储器系统的大小指数地提高了概率可编程量子处理器所需的程序寄存器的大小的已知上限。我们的研究结果与概率性的参考系完全对准和概率性的基于端口的隐形传态密切相关。
2018-09-12 quant-ph
On Random Unitary Channels
本文给出了一个完全正的保迹(CPT)映射可分解为酉映射的凸组合的充要条件。此外,我们还定义了CPT映射和随机么正映射之间的距离测度及其计算方法,从而可以确定非经典误差机制(如自发衰变或光子损失)是否优于经典不确定性(如相位参数)。本文件是朝着实现这一目标迈出的一步。
2007-09-06 quant-ph